用于电动机或发电机的逆变器制造技术

本发明专利技术提供用于电动机或发电机的逆变器，包括安装在一元件上的第一装置和第二装置，第一装置包括第一开关、布置为耦合至电源的第一端子的第一触点、第二触点，其中第一开关布置为在第一工作模式使第一触点电耦合至第二触点，在第二工作模式使第一触点与第二触点电隔离；第二装置包括第二开关、布置为耦合至电源的第二端子的第三触点、第四触点，其中第二开关布置为在第一工作模式使第三触点电耦合至第四触点，在第二工作模式使第三触点与第四触点电隔离，其中第一装置和第二装置在元件上安装为使第一装置的第一触点的一部分和第二装置的第三触点的一部分彼此邻近定位在元件的第一区域，第二触点和第四触点布置为耦合至电动机或发电机的线圈绕组。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及逆变器，特别涉及一种用于电动机或发电机的逆变器。
技术介绍
电动机系统通常包括电动机和布置为控制电动机的功率的控制单元。已知类型的电动机的示例包括感应电动机、同步无刷永磁电动机、开关磁阻电动机和线性电动机。在市面上，三相电动机是最常见的一种可用电动机。三相电动机通常包括三个线圈组，其中每个线圈组布置为生成与交流电压的三个相中的一个相关的磁场。为了增加形成在电动机内的磁极的数量，每个线圈组通常将具有围绕电动机的外周分布的多个线圈子组，这些线圈子组被驱动以产生旋转磁场。通过图示的方式，图1示出了典型的三相电动机10，其具有三个线圈组14、16、18。每个线圈组由串联连接的四个线圈子组构成，其中，对于给定的线圈组，由各个线圈子组生成的磁场将具有公共相。三相电动机的三个线圈组通常被配置为三角形或Y形构造。用于具有DC电源的三相电动机的控制单元通常将包括三相桥式逆变器，该三相桥式逆变器生成三相电压供给以驱动电动机。各个电压相中的每一个被施加至电动机的相应的线圈组。三相桥式逆变器包括多个开关装置，例如，诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)开关的电力电子开关，这些开关装置用于从DC电压供给生成交流电压。然而，通常与DC侧(DC link)电容器结合的控制单元和DC电源，定位得距电动机的距离越大，对于电动机系统内的电流，相关的电流环将越大，其中电流环尺寸的增加将具有增加电动机的电感的效果。随着整个电动机系统的电感增加，当电流发生变化时，例如，在生成交流电压供给时逆变器开关运行时，电压瞬时值将变大。电动机系统内的电压瞬时值越高，电动机逆变器内的逆变器开关的额定功率需越大，其中，与相应较小的开关装置相比，更高额定功率的开关具有更慢的开关速度以及更大的开关损耗。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种根据随附权利要求所述的逆变器。本专利技术具有使得逆变器内的电流环面积最小化的优点。特别地，电流环面积通过如下地构造逆变器开关而被最小化：使得正负功率轨线至逆变器的桥臂的耦合在电路板的一侧彼此邻近地定位，电动机的相绕组在电路板的相反侧耦合至逆变器的桥臂。附图说明现将结合附图、通过示例的方式来描述本专利技术，其中：图1示出了现有技术的三相电动机；图2示出了实施本专利技术的电动机的分解视图；图3从另一角度示出了图1所示的电动机的分解视图；图4示出了根据本专利技术的实施例的电动机；图5示出了根据本专利技术的实施例的用于电动机的控制装置；图6示出了根据本专利技术的实施例的功率衬底的横截面视图；图7示出了根据本专利技术的实施例的逆变器；图8示出了根据本专利技术的实施例的逆变器桥臂的电耦合；图9示出了根据本专利技术的实施例的逆变器桥臂的尺寸。具体实施方式所描述的本专利技术的实施例针对一种用于电动机的逆变器，其中，电动机用于车辆的车轮。然而，电动机可以位于车辆内的任何位置。电动机是这样一种类型：其具有一组线圈，作为附接至车辆的定子的一部分，并且定子由转子径向环绕，该转子承载一组磁体以附接至车轮。为免存疑，本专利技术的各个方面同样可应用于具有相同布置的发电机。因而，电动机的定义旨在包括发电机。另外，本专利技术的一些方面可应用于具有在径向环绕的线圈内在中心安装的转子的布置。本领域技术人员应该意识到，本专利技术可应用于其它类型的电动机。为了本实施例的目的，如图2和3所示，轮毂电动机包括定子252，定子252包括：热沉253；多个线圈254；两个控制装置400，其安装在定子的后部上的热沉253上，用于驱动线圈；以及环形电容器(也被称为DC侧电容器)，其安装在定子上、控制装置400的内径之内。线圈254形成在定子齿叠层上以形成线圈绕组。定子盖256安装在定子252的后部，封闭控制装置400以形成定子252，定子252可随后固定至车辆并且在使用时不会相对于车辆旋转。每个控制装置400包括控制逻辑420和两个逆变器410，控制逻辑420在本实施例中包括处理器，该处理器用于控制逆变器410的操作，其在图4中被示意性地示出。环形电容器耦合在逆变器410以及电动机的DC电源上，用于降低电动机的供电线(也被称为DC母线)上的电压纹波，以及用于降低在电动机运行期间的电压过冲。为了降低电感，电容器邻近控制装置400安装。转子240包括前部220和筒形部221，形成基本围绕定子252的盖。该转子包括围绕筒形部221的内部布置的多个永磁体242。为了本实施例的目的，在筒形部221的内部安装有32个磁体对。然而，可以使用任何数量的磁体对。磁体紧靠定子252上的线圈绕组，以使得线圈所生成的磁场与围绕转子240的筒形部221的内部布置的磁体242相互作用，从而使转子240旋转。由于永磁体242用于生成用以驱动电动机的驱动转矩，永磁体通常被称为驱动磁体。转子240通过轴承座223附接至定子252。轴承座223可以是在该电动机组件将装配至的车辆中使用的标准轴承座。该轴承座包括两个部分：固定至定子的第一部分和固定至转子的第二部分。该轴承座固定至定子252的壁的中央部253并且还固定至转子240的壳体壁220的中央部225。由此，转子240被旋转地固定至车辆，并且转子240将在其中央部225处经由轴承座223用于车辆。这具有如下的优点：轮缘和轮胎可以随后利用常规车轮螺栓在中央部225处固定至转子240，以使轮缘固定至转子的中央部并且因此牢固地固定至轴承座223的可旋转侧。车轮螺栓可以穿过转子的中央部225装配在轴承座本身中。在转子240和车轮均安装至轴承座223的情况下，在转子和车轮的旋转角度之间具有一一对应的关系。图3从相反侧示出了图2所示的同一电动机组件的分解视图。转子240包括转子外壁220和周向壁221，磁体242周向地布置在周向壁221内。如前所述，经由轴承座，定子252在转子的中央部和定子壁处连接至转子240。在转子的周向壁221和定子的外边缘之间设置有V形密封件。转子还包括用于位置感测的一组磁体227(也被称为换向磁体)，其与安装在定子上的传感器结合，允许对转子磁通角度进行估算。转子磁通角度限定了驱动磁体与线圈绕组的位置关系。可选地，代替一组独立的磁体，转子可以包括具有用作一组独立磁体的多个磁极的磁性材料环。为了允许换向磁体用于计算转子磁通角度，优选地，每个驱动磁体具有相关的换向磁体，其中，通过校准测量到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电动机或发电机的逆变器的逆变器桥臂，所述逆变器桥臂包括安装在一元件上的第一装置和第二装置，其中，所述第一装置包括第一开关、布置为耦合至电源的第一端子的第一触点、以及第二触点，其中，在第一工作模式下，所述第一开关布置为使所述第一触点电耦合至所述第二触点，并且在第二工作模式下，所述第一开关布置为使所述第一触点与所述第二触点电隔离；所述第二装置包括第二开关、布置为耦合至电源的第二端子的第三触点、以及第四触点，其中，在第一工作模式下，所述第二开关布置为使所述第三触点电耦合至所述第四触点，并且在第二工作模式下，所述第二开关布置为使所述第三触点与所述第四触点电隔离，其中，所述第一装置和所述第二装置在所述元件上安装为：使得所述第一装置的布置为耦合至电源的第一端子的所述第一触点的一部分和所述第二装置的布置为耦合至电源的第二端子的所述第三触点的一部分彼此邻近地定位在所述元件的第一区域上，并且所述第一装置的第二触点和所述第二装置的第四触点布置为耦合至所述电动机或发电机的线圈绕组。

【技术特征摘要】
2013.06.19 GB 1310940.01.一种用于电动机或发电机的逆变器的逆变器桥臂，所述逆变器桥
臂包括安装在一元件上的第一装置和第二装置，其中，所述第一装置包括
第一开关、布置为耦合至电源的第一端子的第一触点、以及第二触点，其
中，在第一工作模式下，所述第一开关布置为使所述第一触点电耦合至所
述第二触点，并且在第二工作模式下，所述第一开关布置为使所述第一触
点与所述第二触点电隔离；所述第二装置包括第二开关、布置为耦合至电
源的第二端子的第三触点、以及第四触点，其中，在第一工作模式下，所
述第二开关布置为使所述第三触点电耦合至所述第四触点，并且在第二工
作模式下，所述第二开关布置为使所述第三触点与所述第四触点电隔离，
其中，所述第一装置和所述第二装置在所述元件上安装为：使得所述第一
装置的布置为耦合至电源的第一端子的所述第一触点的一部分和所述第
二装置的布置为耦合至电源的第二端子的所述第三触点的一部分彼此邻
近地定位在所述元件的第一区域上，并且所述第一装置的第二触点和所述
第二装置的第四触点布置为耦合至所述电动机或发电机的线圈绕组。
2.根据权利要求1所述的逆变器桥臂，其中，所述第一装置还包括
第一二极管并且所述第二装置还包括第二二极管。
3.根据权利要求2所述的逆变器桥臂，其中，所述第一触点安装在
所述第一开关和第一二极管的第一侧，并且所述第二触点安装在所述第一
开关和第一二极管的第二侧。
4.根据权利要求2或3所述的逆变器桥臂，其中，所述第四触点安
装在所述第二开关和第二二极管的第一侧，并且所述第三触点安装在所述
第二开关和第二二极管的第二侧。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的逆变器桥臂，其中，所述第
一二极管反平行地连接至所述第一开关，并且所述第二二极管反平行地连
接至所述第二开关。
6.根据前述权利要求中任一项所述的逆变器桥臂，其中，所述第二
触点布置为从所述第一开关沿第一方向延伸离开所述电源的第一端子和
第二端子。
7.根据前述权利要求中任一项所述的逆变器桥臂，其中，所述第三
触点布置为从所述第二开关沿第二方向朝向所述电源的第一端子和第二

\t端子延伸。
8.根据前述权利要求中任一项所述的逆变器桥臂，其中，所述第二
触点的纵轴和所述第三触点的纵轴布置为相对于彼此基本平行。
9.根据前述权利要求中任一项所述的逆变器桥臂，其中，所述第一
装置的第二触点和所述第二装置的第四触点布置为：在所述元件的相对于
所述第一装置的第一触点至电源的第一端子和所述第二装置的第三触点

【专利技术属性】
技术研发人员：G·欧文，
申请(专利权)人：普罗蒂恩电子有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB